Central processing unit (CPU)

Central processing unit (CPU) adalah otak dari komputer Anda. Ini menangani semua instruksi yang Anda berikan komputer Anda, dan semakin cepat ia melakukan hal ini, semakin baik. Pelajari tentang bagaimana proses CPU instruksi dan bagaimana insinyur komputer terus akan datang dengan cara untuk membuatnya berjalan lebih cepat.

Pengantar

    Jadi Anda belanja untuk komputer baru di toko elektronik dan Anda mencoba untuk memahami spesifikasi teknis. satu komputer yang terlihat keren memiliki quad-core Intel i7 GHz 3,5 ‘64-bit ‘. Kedengarannya mengesankan, tapi apa arti sebenarnya ini? Komputer terakhir yang Anda beli beberapa tahun yang lalu memiliki stiker di atasnya yang mengatakan Pentium 4, tetapi Anda tidak ingat detailnya. Komputer itu berjalan sepertinya agak lambat, tapi mengapa Anda perlu 64-bit quad-core? Mengapa sebenarnya ini lebih baik daripada prosesor di komputer lama Anda? Untuk memahami apa artinya spesifikasinya, pertama-tama kita harus melihat bagaimana prosesor ini dirancang dan bagaimana fungsinya.

Pengertian CPU

     Central processing unit (CPU) dari sebuah komputer adalah bagian dari hardware yang melaksanakan instruksi dari program komputer. Ia melakukan aritmatika, logis, dan operasi input / output dasar dari sebuah sistem komputer. CPU adalah seperti otak dari komputer – setiap instruksi, tidak peduli seberapa sederhana, harus melalui CPU. Jadi katakanlah Anda menekan huruf ‘k’ pada keyboard Anda dan muncul di layar – CPU komputer Anda adalah apa yang membuat ini mungkin. CPU kadang-kadang disebut sebagai unit pusat prosesor, atau prosesor untuk singkatnya. Jadi, ketika Anda melihat spesifikasi komputer di toko elektronik lokal Anda, biasanya mengacu pada CPU sebagai prosesor.

Ketika kita mulai melihat berbagai komponen CPU dan bagaimana mereka berfungsi, ingat bahwa itu adalah semua tentang kecepatan. Ketika kita menggunakan komputer kita ingin perintah untuk dilakukan sangat cepat. Ketika perintah menjadi lebih rumit (misalnya, menciptakan animasi 3D atau mengedit file video), kita menuntut lebih banyak dari CPU. Dengan demikian, kemajuanteknologi yang telah kita lihat dalam teknologi prosesor sebagian besar telah didorong oleh kebutuhan untuk kecepatan.

Komponen CPU

    Sebuah CPU khas memiliki sejumlah komponen. Pertama adalah unit aritmatika logika (ALU) yang melakukan aritmatika sederhana dan operasi logis. Kedua adalah unit kontrol (CU) yang mengelola berbagai komponen komputer. Ini membaca dan menafsirkan instruksi dari memori dan mengubahnya menjadi serangkaian sinyal untuk mengaktifkan bagian-bagian lain dari komputer. Unit kontrol menyerukan kepada unit aritmatika logika untuk melakukan perhitungan yang diperlukan. Ketiga adalahcache, yang berfungsi sebagai memori berkecepatan tinggi di mana instruksi dapat disalin ke dan diambil. CPU Awal terdiri dari banyak komponen yang terpisah, namun sejak tahun 1970 mereka telah dibangun sebagai unit terpadu yang disebutmikroprosesor. Dengan demikian, CPU adalah jenis tertentu mikroprosesor. Masing-masing komponen CPU telah menjadi begitu terintegrasi yang Anda bahkan bisa mengenali mereka dari luar. CPU yang ditampilkan di bawah ini adalah berukuran sekitar 2 inci kali 2 inci.

Bagian bawah CPU Intel – pin berlapis emas menyediakan koneksi ke motherboard

    ALU adalah tempat perhitungan terjadi. Bagaimana perhitungan ini benar-benar bisa dilakukan? Untuk komputer, dunia terdiri dari nol (0) dan yang (1). Di dalam prosesor kita dapat menyimpan 0s dan 1s menggunakan transistor. Ini adalah switch mikroskopis yang mengontrol aliran listrik tergantung pada apakah saklar on atau off. Jadi transistor berisi informasi biner: 1 jika arus melewati dan 0 jika arus tidak melewati. Transistor terletak di sepotong silikon yang sangat tipis. Sebuah chip silikon tunggal dapat berisi ribuan transistor. Sebuah CPU tunggal berisi sejumlah besar chip. Gabungan ini hanya mencakup sekitar satu inci persegi atau lebih. Dalam CPU modern, bagaimanapun, bahwa inci persegi dapat menampung beberapa ratus juta transistor – CPU high-end sangat terbaru memiliki lebih dari satu miliar! Penghitungan dilakukan oleh sinyal menyalakan atau mematikan kombinasi yang berbeda dari transistor. Dan lebih banyak transistor berarti perhitungan yang lebih.

 CPU terletak di motherboard dengan heatsink dan kipas langsung di atasnya

    CPU Awal yang cukup besar dan tidak mengandung banyak transistor seperti yang mereka lakukan hari ini. Produsen chip seperti Intel dan AMD telah menginvestasikan banyak penelitian untuk membuat segalanya lebih kecil dan muat lebih banyak transistor di dalam prosesor tunggal. Jadi, ketika ada generasi baru dari chip, biasanya berarti mereka telah datang dengan cara yang lebih cerdas yang dikemas dengan kekuatan pemrosesan yang lebih ke CPU tunggal. Nama umum dari prosesor (misalnya Intel Pentium 4, Intel i7, AMD Athlon, AMD 870) mengacu pada arsitektur yang mendasari dari CPU. Ada begitu banyak orang yang berbeda yang akan sulit untuk mencari tahu apa yang benar-benar Anda butuhkan dalam komputer baru. Cara terbaik adalah harus pergi dengan jenis prosesor terbaru yang masuk dalam anggaran Anda.

Laju Clock

   Tingkat clock prosesor adalah kecepatan di mana instruksi yang dieksekusi. Kecepatan ini diatur menggunakan jam internal dan dinyatakan sebagai jumlah jam siklus per detik. CPU modern dapat memproses miliaran kalkulasi per detik. Unit digunakan untuk menyatakan tingkat clock hertz, disingkat Hz. Jadi ketika prosesor memiliki kecepatan clock 3,5 GHz yang berarti 3,5 gigahertz, atau 3,5 miliar jam siklus per detik. Lebih cepat lebih baik, tapi kecepatan yang lebih tinggi artinya biaya yang lebih tinggi.

Komputer paralel dan CPU multi-core

   Produsen komputer selalu mencari untuk meningkatkan kinerja keseluruhan sistem komputer, dan CPU yang lebih cepat adalah bagian besar dari itu. Ada batas-batas fisik dengan kecepatan clock dan seberapa dekat bersama-sama Anda dapat menempatkan transistor pada sebuah chip silikon. Salah satu solusinya adalah dengan menempatkan beberapa prosesor dalam sebuah CPU tunggal. Menggunakan dua prosesor disebut duo-core dan menggunakan empat prosesor disebut sebagai quad-core. Kebanyakan sistem komputer baru di pasar saat ini adalah quad-core, namun CPU dengan prosesor lebih banyak cenderung untuk keluar dalam waktu dekat. Core lebih banyak akan lebih mahal.

Foto prosesor quad-core Intel terletak pada motherboard

   Menggunakan beberapa core tidak semudah kedengarannya. Hal ini membutuhkan bentuk baru komputasi yang dikenal sebagai komputasi paralel. Ini berarti bahwa instruksi harus dibagi menjadi potongan-potongan terpisah yang dapat ditangani oleh prosesor terpisah. Setelah selesai, hasilnya harus dikombinasikan lagi untuk dimengerti. Pendekatan yang kuat untuk komputasi paralel telah dikembangkan, dan sebagai hasilnya, CPU multi-core kini telah menjadi standar dalam sistem komputer biasa.

Ringkasan

   Singkatnya, CPU adalah otak dari sebuah komputer, pengolahan semua instruksi yang Anda berikan. Sebuah CPU memiliki berbagai komponen untuk menerima instruksi, mengolahnya dan kemudian mengubah mereka menjadi sinyal untuk mengaktifkan bagian lain dari komputer. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan switch mikroskopis yang dikenal sebagai transistor yang terletak di chip silikon.

Untuk membuat pekerjaan lebih cepat CPU, sejumlah inovasi teknologi telah dilaksanakan:

1) dikemas lebih banyak transistor ke dalam CPU tunggal

2) meningkatkan kecepatan clock CPU

3) meningkatkan jangkauan bilangan bulat yang digunakan untuk mewakili angka, dan

4) mempekerjakan beberapa core dalam CPU tunggal.